我廠干式變壓器替代油浸變壓器的技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)評價

1、WORD維修電工技師論文目 錄摘要，關(guān)鍵詞-4一分析油浸變壓器更換干式變壓器的必要性-4-5二 干式變壓器比油浸變壓器的優(yōu)越性-5-6三 干式變壓器替代油浸變壓器的經(jīng)濟(jì)分析-7-14（一）總擁有費(fèi)用法TOC(Total Owning Cost)-7-8（二）計算式參數(shù)的確定-8-12（三）用TOC法對我廠干式變替代油浸變的計算-12-14四 總結(jié)-14五 附錄-15六 參考文獻(xiàn) -16我廠干式變壓器替代油浸變壓器的技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)評價摘要： 通過對我廠老變壓器的現(xiàn)狀分析以與對新型SCB9型干式變壓器在技術(shù)與節(jié)能降耗方面的優(yōu)越性，得出用SCB9型干式變替代SL7型油浸變壓器的可行性方案。關(guān)鍵詞：

2、干式變壓器 損耗 總擁有費(fèi)用法 資金的時間價值一.根據(jù)我廠現(xiàn)狀分析油浸變壓器更換干式變壓器的必要性變壓器作為電壓變換設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于輸電和配電領(lǐng)域。一般說來，從發(fā)電、供電一直到用電，需要經(jīng)過35次的變壓過程，其自身要產(chǎn)生有功功率損失和無功功率消耗。由于變壓器臺數(shù)多，總?cè)萘看?，所以在廣義電力系統(tǒng)（包括發(fā)、供、用電）運(yùn)行中，變壓器總的電能損失占發(fā)電量的10左右。這對全國來說，意味著全年變壓器總的電能損失為1100億kW·h以上，相當(dāng)于3個中等用電量的省用電量之和。我國變壓器損耗電能如此之大，是由于我國的城鄉(xiāng)電網(wǎng)中和企業(yè)電網(wǎng)中老的高能耗變壓器數(shù)量太大之故。老舊變壓器長期超期服役，更新速度

3、慢，其主要原因是我國普遍存在資金短缺以與耗能設(shè)備更新觀念落后，管理落后和技術(shù)經(jīng)濟(jì)決策失誤所造成的。這種因變壓器損耗而導(dǎo)致的電能損失，在我廠也是一個比較嚴(yán)重的問題。在電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行考核項目中，廠用電率是一項重要指標(biāo)。雖然我廠在這方面早已達(dá)標(biāo)，但是在變壓器的節(jié)能降耗方面還是有很大潛力的。我廠現(xiàn)有變壓器32臺（不包括勵磁變和整流變），其中除了二期工程（2001年投產(chǎn)的3#機(jī)，5#6#鍋爐）用的全是干式變，一期工程（1989年投產(chǎn)的1#2#機(jī)和1#-4#鍋爐）所用的變壓器均是SL7型油浸式變壓器（電氣系統(tǒng)圖見附錄2）。電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程規(guī)定：油浸變壓器需要一年一小修，五年一大修。上述變壓器的維護(hù)量

4、和維護(hù)費(fèi)用相當(dāng)大，而且，近年來還出現(xiàn)了許多問題：1.預(yù)防性試驗數(shù)據(jù)超過標(biāo)準(zhǔn)不能使用；2.機(jī)組技改擴(kuò)容原來的變壓器嫌小；3.技術(shù)改造的趨勢；4.定期大修備件和人工的成本太高5.與新型變壓器相比損耗過大。上述原因直接導(dǎo)致老變壓器的使用維護(hù)成本偏大，造成能源和資金的浪費(fèi)。考慮到變壓器的折舊.本身電能的損耗和維護(hù)成本，決定對老的SL7型油浸式變壓器進(jìn)行技術(shù)改造。二.干式變壓器比油浸變壓器的優(yōu)越性 由于老的變壓器已經(jīng)使用了15年，設(shè)備折舊和殘值已很少，所以決定用目前技術(shù)已經(jīng)成熟的新型干式變壓器替代老的油浸變壓器。20世紀(jì)80年代末，干式變壓器就已經(jīng)從國外進(jìn)入中國。至今每年以超過20%的增長率迅猛發(fā)展，2

5、004年全國產(chǎn)銷量約19,000MVA，成為世界上干變產(chǎn)銷量最大的國家之一，從全球圍看，我國的干式變壓器生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)工藝已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，并且擁有自主的知識產(chǎn)權(quán)。而且，干式變壓器與油浸變壓器相比還有下列優(yōu)越性：1)不易燃燒,不污染環(huán)境。2)絕緣溫升等級高：F級絕緣，變壓器溫升可達(dá)100K。SC(B)10系列溫升下降了17K，進(jìn)一步提高了變壓器的過載能力和使用壽命。(3)損耗低、效率高：SC(B)10系列總損耗比現(xiàn)行新國標(biāo)(GB/T10228)平均降低19。如1000kVA，Po=1550W。(4)噪聲?。盒孪盗信潆娮儔浩魍ǔ？煽刂圃?0dB以下。(5)局部放電量小(通常在10PC以下)，

6、可靠性高，可保證長期安全運(yùn)行，壽命可達(dá)30年。(6)抗裂、抗溫度變化，機(jī)械強(qiáng)度高，抗突發(fā)短路能力強(qiáng)。(7)防潮性能好，可在100濕度下正常運(yùn)行，停運(yùn)后不需干燥處理即可投入運(yùn)行。(8)體積小、重量輕，據(jù)有關(guān)人士統(tǒng)計，油變的外形尺寸為干變的2倍多。(9)不需單獨(dú)的變壓器室，不需吊芯檢修與承重梁，節(jié)約土建占地和占空；因無油，不會產(chǎn)生有毒氣體，不會對環(huán)境造成污染，不要集油坑等附屬建筑，減少了土建造價。(10)安裝便捷，無須調(diào)試，幾乎不需維護(hù)；無須更換和檢查油料，運(yùn)行維護(hù)成本低。(11)配備有完善的溫度保護(hù)控制系統(tǒng)，為變壓器安全運(yùn)行提供可靠保障。所以，通過技術(shù)方面的綜合分析，決定用SCB9型干式變壓器替

7、代SL7型油浸式變壓器。三干式變壓器替代油浸變壓器的經(jīng)濟(jì)分析 因為我廠變壓器的容量有500KVA.630KVA.800KVA.1200KVA等多種，在此我們僅就800KVA容量的干式變替代油浸變進(jìn)行經(jīng)濟(jì)方面的評價。評價變壓器能效的方法有許多，所有的方法都要求比較變壓器價格與其損耗費(fèi)用。美國在70年代后期，由于能源價格的攀升，許多電力公司開始要求所設(shè)計的變壓器應(yīng)能具有最低的服務(wù)年限費(fèi)用，這樣就產(chǎn)生了總擁有費(fèi)用(TOC)法。TOC法在美國于1981年發(fā)展成為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。按照TOC標(biāo)準(zhǔn)購置變壓器一直沿用至今，TOC方法是總和了變壓器的初始費(fèi)用和等價現(xiàn)值的損耗費(fèi)用，表達(dá)所購變壓器全面的綜合費(fèi)用。(一)

8、總擁有費(fèi)用法TOC(Total Owning Cost)所謂總擁有費(fèi)用(TOC)，就是變壓器的初始投資和其在使用期的損耗費(fèi)用之和?？倱碛匈M(fèi)用法通過比較具有不同效率水平和不同價格的變壓器的總擁有費(fèi)用，按照總擁有費(fèi)用最低來選擇變壓器效率水平。（1）TOC的計算公式TOC=CA*NLB*LL式中NL-變壓器額定空載損耗或鐵損，kW；LL-變壓器額定負(fù)載損耗或銅損，kW；A-變壓器壽命期間空載損耗每千瓦的資本費(fèi)用，元/kW；B-變壓器壽命期間負(fù)載損耗每千瓦的資本費(fèi)用，元/kW；C-變壓器初始費(fèi)用，方案對比時可用其設(shè)備價格，元。（二）計算式參數(shù)的確定1）變壓器空載損耗NL和負(fù)載損耗LL變壓器空載損耗NL

9、和負(fù)載損耗LL都包括額定有功損耗并計與其無功功率在電網(wǎng)上的有功損耗，按下式計算：空載損耗NL=P0kQ0=P0k(I0Se/100)負(fù)載損耗LL=PfkQf=Pfk(UdSe/100)式中P0-變壓器額定空載有功損耗，即鐵損kW；Q0-變壓器額定勵磁功率，kvar；Pf-變壓器額定負(fù)載有功損耗，即銅損kW；Qf-變壓器額定負(fù)載漏磁功率，kvar；k-無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，按變壓器在電網(wǎng)中的位置取值，一般可取k=0.1kW/kvar；I0-變壓器空載電流，；Ud-變壓器阻抗電壓，；Se-變壓器額定容量，kVA。2）A、B系數(shù)A系數(shù)是變壓器壽命期間單位空載損耗的資本費(fèi)用(元/kW)，B系數(shù)是變壓器壽命期間

10、單位負(fù)載損耗的資本費(fèi)用(元/kW)。A和B兩個系數(shù)對于變壓器購買者掌握變壓器空載損耗和負(fù)載損耗價值甚為重要。一旦確定A和B的數(shù)值，評價變壓器的總費(fèi)用就變得簡單易行了。A和B系數(shù)與變壓器空載損耗和負(fù)載損耗有聯(lián)系的能量費(fèi)用和容量費(fèi)用呈函數(shù)關(guān)系。(1)系數(shù)A-變壓器空載損耗每千瓦的資本費(fèi)用變壓器空載損耗每千瓦的資本費(fèi)用或系數(shù)A，通?？梢钥醋髯儔浩髟趬勖诓蛔兊臄?shù)，一天24小時，一年365天，20年不變(以下均設(shè)變壓器壽命期為20年)。A的數(shù)值主要由電價來決定，等效于期初的現(xiàn)值表達(dá)式如下：A=kPW*(EJL*12EL*hPY)，元/kW式中kPW-現(xiàn)值系數(shù)=1(1a)/(1i)n/(ia)，(式中變

11、壓器使用期n年，年利率i，年通貨膨脹率a，其中的關(guān)系見以下說明)；EJL-兩部電價中的基本電費(fèi)(元/kW，月)；EL-兩部電價中的電量電費(fèi)(元/kW·h)；hPY-年運(yùn)行小時數(shù)，一般取8760h。(2)系數(shù)B-變壓器負(fù)載損耗每千瓦的資本費(fèi)用變壓器負(fù)載損耗每千瓦的資本費(fèi)用或系數(shù)B，除了電價因素外，主要與變壓器所帶負(fù)載特征有關(guān)，負(fù)載特征可用年最大負(fù)載損耗小時數(shù)以與負(fù)載率表示。重負(fù)載、運(yùn)行時間長以與負(fù)載率高的生產(chǎn)企業(yè)，其系數(shù)B就大，反之則小。系數(shù)B的數(shù)值等效于初始費(fèi)用的現(xiàn)值，表達(dá)式如下：B=kPW*(EJL*12EL*)*P2，元/kW式中kPW-現(xiàn)值系數(shù)，同系數(shù)A；EJL-兩部電價中的基

12、本電費(fèi)(元/kW·月)；EL-兩部電價中的電量電費(fèi)(元/kWh)；-年最大負(fù)載損耗小時數(shù)(由最大負(fù)載利用小時數(shù)Tmax和功率因數(shù)cos確定，見附錄1)；p-變壓器負(fù)載率=變壓器計算負(fù)載÷變壓器額定容量。 （3)現(xiàn)值系數(shù)kPW對系數(shù)A和B的影響在初期籌措變壓器使用年限損耗費(fèi)用的資金時，要考慮資金的時間價值，此時需將變壓器運(yùn)行中每年的損耗電費(fèi)折算到投資初始的時刻，A和B系數(shù)均含現(xiàn)值系數(shù)kPW分量使其等值于設(shè)備購置同一時刻的初始費(fèi)用?，F(xiàn)值系數(shù)kPW基于計算年限(變壓器壽命)n、年利率i和年通貨膨脹率a的三個因素，其計算式為：kPW=1(1a)/(1i)n/(ia)從計算式可看出，

13、已知計算年限為n，當(dāng)年利率i愈高，計算所得kPW現(xiàn)值系數(shù)愈小，損耗費(fèi)用的A與B系數(shù)也愈小。因為這時資金的時間價值高(利息高)，故資金的投入也就減少。而年通貨膨脹率a則反之，當(dāng)a愈高，計算所得kPW現(xiàn)值系數(shù)愈大，損耗費(fèi)用的A與B系數(shù)也愈大。因為這時物價上漲，貨幣貶值，貨幣資金的時間價值下降，資金投入也就要增加。3）價格計算式中的價格以現(xiàn)在變壓器廠的實際銷售價格為準(zhǔn)。（三）用TOC法對我廠干式變替代油浸變的計算因為SL7-800/6型變壓器已被國家列入淘汰產(chǎn)品,所以下面的計算采用的是S7800/6型與SCB9800/6型變壓器的總擁有費(fèi)用比較，使用年限20年，變壓器運(yùn)行在我廠，三班制生產(chǎn)，變壓器負(fù)

14、載率為75。1) 由銘牌可知SCB9-800KVA/6變壓器的無功功率在的損耗數(shù)值：空載損耗PNL=P0kQ0=P0k×(I0Se/100)=1.48KW負(fù)載損耗PLL=PfkQf=Pfk×(UdSe/100)=7.8KW2) 同理，SL7800/6的損耗數(shù)值：空載損耗PNL=2.5KW負(fù)載損耗PLL=13.49KW3) 確定A,B系數(shù)(1) SCB9800/6型變壓器的A.B系數(shù)A=KPW*(EJL*12+EL*HPY)式中KPW=1-(1+A)/(1+I)N/(I-A)=1-(1+0)/(1+0.03)20/(0.03-0)=14.87我廠電價中的基本電費(fèi)EJL=18元

15、/kW·月,電量電費(fèi)EL=0.5元/kWh,HPY取8760小時,則A=14.87*(18*12+0.5*8760)=68342元/KW同理B= KPW*(EJL*12EL*)*P2,式中=8000小時.P2=(P0/PK)1/2=(1480/7800)1/2=0.44則B=14.87*(18*12+0.5*8000)*0.44=27584元/KW(2) S7800/6型變壓器的A.B系數(shù)計算方法同上,則A=68342元/KW,B=26957元/KW 4) 空載損耗和負(fù)載損耗費(fèi)用(1) 空載損耗費(fèi)用:SCB9800/6型變壓器為A*NLSCB9=68342*1.48=101146元S

16、7-800/6型變壓器為A*NLS7=68432*2.5=171080元(2) 負(fù)載損耗費(fèi)用:SCB9800/6型變壓器為B*LLSCB9=27584*7.8=215155元 S7-800/6型變壓器為B*LLS7=26957*13.490=363650元5) 變壓器單價:SCB9-800/6為125800元,S7-800/6為98600元(廠家定價)6) 使用20年的TOC總擁有費(fèi)用:TOCSCB9=12580+101146+215155=328881元TOCS7=98600+171080+363650=633330元7) 投資回收年限的計算(1) 不計資金時間價值的計算投資回收年=兩變壓器的價差/兩變壓器的年耗電費(fèi)用價差=(125800-98600)/68342*(2.5-1.48)+27584*(13.49-7.8)/14.87=1.78年(2) 計算資金時間價值的回收年將不計資金時間價值的1.78年代入現(xiàn)值系數(shù)的計算式,變可得到計入資金時間價值的投資回收年N=LOG(1-0.03*1.78)/LOG1/(1+0.03)=3年四總結(jié) 綜上所述，SCB9型干式變壓器比S7型變壓器在技術(shù)上有明顯的優(yōu)勢而且節(jié)能效果較好，而且通過計算得出的投資回收期也較短，所以我認(rèn)為在SL7型變壓器的替代選型方面應(yīng)優(yōu)先選用SCB9型干式變壓器。附錄1